Развитие технического прогресса сформировало необходимость применения аккумуляторных батарей (АКБ) в разных сферах жизни. Аккумуляторы устанавливаются в автомобили, бытовые и измерительные приборы, компьютеры и смартфоны, системы контроля, безопасности, дата-центры и т. д. Широкое использование вынудило производителей изготавливать большие и маленькие модули постоянных источников тока разной емкости и классифицировать типы аккумуляторных батарей с целью определения эксплуатационной пригодности.
Аккумуляторы — общие принципы работы
АКБ — неотъемлемый элемент большинства современной техники. Поскольку типы кислотных и прочих аккумуляторных батарей разные, их функции тоже различаются. Одни элементы эффективно подпитывают узлы при внезапном прекращении подачи электроэнергии, подают импульсы, а другие считаются основными поставщиками электротока.
Общие принципы работы мобильных, стационарных, основных, резервных источников постоянного тока схожи. За счет обратимости химической реакции (циклов заряда и разряда) они способны многократно накапливать и отдавать электроэнергию. Простейшая аккумуляторная батарея состоит из сосуда, заполненного электролитом, где с правой и левой стороны находится по металлической пластине. Они изготовлены из разных металлов и обозначены знаками плюс и минус.
Интересно! Как зарядить аккумулятор автомобиля: как работает, виды, устройство, как проверить заряд.
Классификация аккумуляторов
Повсеместное использование АКБ потребовало от производителей изготавливать различные аккумуляторные батареи. Принятая классификация заметно упрощает применение устройств и избавляет от возможных ошибок. При монтаже в то или иное устройство учитывается напряжение, режим и ток заряда, температурный режим при разрядке, допустимый режим разрядки, срок службы, габариты, масса.
Основные типы АКБ:
- Серебряно-кальциевые. Изготавливаются с добавлением серебра и считаются необслуживаемыми. Одно из преимуществ использования заключается в устойчивости к глубокому разряду.
- Гибридные. Называются «кальций плюс» и считаются лучшими в плане расхода воды и саморазряда, чем аналогичные малосурьмянистые изделия.
- Свинцовые. Отличаются необходимой ремонтопригодностью, но в потребительских целях не изготавливаются.
- Кальциевые. По сравнению с малосурьмянистыми элементами отличаются сниженным саморазрядом до 30% и расходом воды до 80%.
- Малосурьмянистые. Менее требовательны к работе электрооборудования, более восприимчивы к саморазряду и расходу воды.
Краткое описание АКБ отчасти дает представление о типах устройств. Некоторые из них целесообразно рассмотреть отдельно.
Интересно! Виды батареек по размерам, типу и составу.
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Аккумуляторные батареи указанного типа широко применяются в автомобильном, железнодорожном транспорте, авиации, но в целом сфера их использования достаточно разнообразна. В устройства высокой мощности они не устанавливаются.
В списке преимуществ АКБ:
- эксплуатационная приспособленность;
- возможность быстрого заряда;
- устойчивость к низким температурам.
Минусы:
- особенности эксплуатации;
- восстановление емкости после длительного хранения после 5 циклов;
- уровень саморазряда выше, чем у аналогичных изделий.
АКБ указанного типа выпускаются в форме таблеток, дисков, цилиндров, призм.
Интересно! Какие батарейки лучше.
Никель-металлогидридные аккумуляторы
По конструкции считаются аналогами никель-кадмиевых АКБ, а по электрохимическим процессам — никель-водородных. Они устанавливаются в электрокары, гибридные автомобили. Преимущества никель-металлогидридных батарей:
- щадящие условия транспортировки;
- хорошая механическая надежность;
- предельная мощность;
- экологическая безопасность;
- значительный период между полными циклами заряда/разряда;
- минимальный эффект памяти.
Недостатки:
- уровень саморазряда очень высок;
- малое количество циклов;
- низкая стойкость к предельно допустимым нагрузкам.
При производстве аккумуляторных батарей применяются разные типы клемм — европейский, азиатский, американский или российский стандарт.
Источники питания ранжируются по химическому составу. Например, аккумуляторная батарея тип 1 — никель-кадмиевая, а тип 2 — никель-металлгидридная. Следующими по списку идут литий-ионные, литий-полимерные, свинцово-кислотные АКБ.
Свинцовые аккумуляторы
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи применяются в резервных, аварийных источниках энергии, в транспортных средствах. АКБ состоят из моноблочного корпуса с изолирующим материалом, стойким к воздействию кислоты, электрода, покрытого специальной пастой из свинцово-оксидного порошка, конвертора-сепаратора и прочих деталей. В перечне эксплуатационных особенностей значится чувствительность к температуре внешней среды.
Типы свинцово-кислотных аккумуляторных батарей:
- Для обеспечения постоянного тока. Применяются, когда необходимо создать непрерывный поток электроэнергии, например, в электропогрузчиках, тягачах.
- Для подачи тока. Используются в автомобилях с целью запуска мотора — подают на стартер напряжение.
В тяговые АКБ заливается гелеобразный, жидкий или абсорбированный электролит.
У свинцовых аккумуляторных батарей тоже есть характерные преимущества и недостатки. Из плюсов можно отметить:
- возможность обслуживания;
- низкий саморазряд;
- надежность;
- невысокую стоимость.
Минусы:
- нестабильная работа;
- выделение испарений;
- сложности при хранении;
- невысокие эксплуатационные возможности.
Интересно! Как откалибровать батарею: на смартфоне, на айфоне, на ноутбуке, на планшете.
Литий-ионные аккумуляторы
Бытовая техника оснащается в основном литий-ионными АКБ. Они устанавливаются в планшеты, камеры, лэптопы, смартфоны, мультиметры и т. д. Авторская разработка этих батарей принадлежит Sony. На рубеже 90-х она представила аккумуляторные батареи Li-ion с анодным материалом на медной фольге и катодным — на алюминиевой тончайшей «бумаге», которые разделены пористыми сепараторами, пропитанными электролитом.
Преимущества литий-ионных ИБП:
- большое количество зарядов/разрядов;
- низкий саморазряд;
- высокая энергоемкость.
Недостатки Li-ion:
- срок эксплуатации 500-1000 циклов;
- фактор старения (даже если не используется);
- степень безопасности.
Эти батареи не нуждаются в обслуживании.
В сложившихся реалиях трудно представить жизнь без аккумуляторов. В отсутствие АКБ остановится больше половины производств, не будут работать системы безопасности, электронная техника и прочие бытовые устройства.
Как вам статья?
